(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含む検体を乾燥状態である試薬と反応させるための温度調整反応空間と、
上記検体および上記試薬の反応後の状態に基づいて、上記検体に含まれる特定成分濃度を測定する特定成分濃度測定手段と、
を備えた分析装置であって、
上記温度調整反応空間に含まれる空気に含まれる水分量を直接的または間接的に測定する水分量測定手段と、
上記水分量測定手段による水分量測定結果に基づいて、上記特定成分濃度測定手段による測定結果を補正する補正手段と、
上記温度調整反応空間に導入するための空気を上記分析装置外から吸気する吸気口を備えており、
上記水分量測定手段は、上記吸気口から上記温度調整反応空間に至るまでの経路において、上記空気に含まれる水分量を測定することを特徴とする、分析装置。
【請求項２】
上記試薬は、上記検体との反応前において乾燥状態とされている、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
上記温度調整反応空間内の温度を一定に保つ温度調節手段をさらに備えている、請求項１に記載の分析装置。
【請求項４】
上記補正手段は、上記空気の水分量を変数とする多項式を用いて、上記特定成分濃度測定手段による測定結果に対する補正を行う、請求項１に記載の分析装置。
【請求項５】
上記多項式は１次式である、請求項４に記載の分析装置。
【請求項６】
上記特定成分濃度測定手段は、光学的手法を用いて測定を行う、請求項１に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体および試薬の反応後の状態に基づいて、上記検体中に含まれる特定成分についての分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検体に含まれる特定成分の濃度などを分析するための方法として、上記検体と試薬とを反応させ、上記検体および上記試薬の反応後における発色の程度を光学的手法を用いて分析する方法が広く行われている。この分析を簡易かつ清潔に行うための手段として、乾燥状態とされた上記試薬が用いられている（たとえば特許文献１参照）。この場合、上記検体に含まれる水分のみを媒体として、上記検体に含まれる特定成分と上記試薬とを反応させる。このような分析方法によれば、上記検体以外に、上記検体と上記試薬とを反応させるための液体を用意する必要が無い。また、上記分析を行った後に、多量の廃液が生じることが無い。したがって、上記分析方法を行うための分析装置およびその周辺を乾燥状態とすることが可能であり、上記分析装置の小型化および周辺の衛生状態の向上を図ることができる。
【０００３】
しかしながら、上記検体と上記試薬との反応において、上記検体の水分が過度に蒸発すると、上記検体と上記試薬との反応が抑制されてしまう。このため、たとえば特許文献１に記載の構成においては、上記検体と上記試薬とが反応する空間を密閉する工夫がなされている。一方、反応空間を密閉すれば、上記検体の水分の蒸発が過度に抑制される。この場合、上記検体と上記試薬との反応が進行しすぎるおそれがある。このように、上記検体からの水分の蒸発の程度によって上記検体と上記試薬との反応の進行にばらつきが生じると、上記検体に含まれる特定成分についての測定結果が不正確となってしまうという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３３４５０７号公報
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、検体に含まれる水分の蒸発による測定結果のばらつきを抑制することが可能な分析装置を提供することをその課題とする。
【０００７】
【００１３】
本発明によって提供される分析装置は、水分を含む検体を乾燥状態である試薬と反応させるための温度調整反応空間と、上記検体および上記試薬の反応後の状態に基づいて、上記検体に含まれる特定成分濃度を測定する特定成分濃度測定手段と、を備えた分析装置であって、上記温度調整反応空間に含まれる空気に含まれる水分量を直接的または間接的に測定する水分量測定手段と、上記水分量測定手段による水分量測定結果に基づいて、上記特定成分濃度測定手段による測定結果を補正する補正手段と、上記温度調整反応空間に導入するための空気を上記分析装置外から吸気する吸気口を備えており、上記水分量測定手段は、上記吸気口から上記温度調整反応空間に至るまでの経路において、上記空気に含まれる水分量を測定する。
【００１４】
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記試薬は、上記検体との反応前において乾燥状態とされている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記温度調整反応空間内の温度を一定に保つ温度調節手段をさらに備えている。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記補正手段は、上記空気の水分量を変数とする多項式を用いて、上記特定成分濃度測定手段による測定結果に対する補正を行う。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記多項式は１次式である。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記特定成分濃度測定手段は、光学的手法を用いて測定を行う。
【００２０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る分析装置の一例を示す全体斜視図である。
【図２】本発明に係る分析装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る分析方法に用いられる試験片の一例を示す要部断面図である。
【図４】実施例１の補正結果を示すグラフである。
【図５】実施例２の補正結果を示すグラフである。
【図６】実施例３の補正結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図１および図２は、本発明に係る分析装置の一例を示している。本実施形態の分析装置Ａは、筐体１、水分量測定手段２、特定成分濃度測定手段３、補正制御部４、入力手段５、および出力手段６を備えている。分析装置Ａは、乾燥状態の試薬を有する試験片７にたとえば血液などの検体を反応させ、上記検体と反応した上記試薬の発色の程度を測光することにより、上記検体中の特定成分についての分析を行うためのものである。
【００２４】
筐体１は、分析装置Ａ１の外観形状を規定するとともに、各種の要素を収容するためのものである。筐体１は、たとえば樹脂製であり、吸気口１１、排気口１２、および反応測定空間１３を有している。吸気口１１は、反応測定空間１３に導入するための空気を分析装置Ａ外から吸気するためのものである。排気口１２は、反応測定空間１３から分析装置Ａの外へと空気を排気するためのものである。これらの吸気および排気は、たとえば電動ファン（図示略）によってなされる。
【００２５】
反応測定空間１３は、試験片７と検体との反応、および上記検体に含まれる特定成分の測定を行うための空間であり、少なくともテーブル１４を収容している。テーブル１４は、試験片７を載置するためのものである。本実施形態においては、反応測定空間１３において、上記検体と試験片７との反応、および測定を行う構成とされているが、たとえば上記検体と試験片７との反応を行うための反応空間と、反応後の試験片７を用いた測定を行うための測定空間とが、別々とされた構成であってもよい。また、筐体１自体が、反応測定空間１３を規定する構成であってもよい。
【００２６】
テーブル１４の側方には、遠心分離機１５が備えられている。遠心分離機１５は、検体である血液から分析に適した成分を適宜分離するためのものである。遠心分離機１５によって分離された液体は、筐体１に内蔵されたピペット装置（図示略）によって、適宜試験片７に滴下される。
【００２７】
水分量測定手段２は、吸気口１１から吸気された空気の水分量を測定するためのものであり、水分量測定制御部２１、温度センサ２２、および湿度センサ２３を具備して構成されている。温度センサ２２および湿度センサ２３は、吸気口１１に対して筐体１内側近傍に設けられている。温度センサ２２は、吸気口１１から吸気された空気の温度を測定するためのものであり、たとえばサーミスタまたは熱電対である。湿度センサ２３は、吸気口１１から吸気された空気の相対湿度を測定するためのものであり、たとえば高分子膜を用いた静電容量型または電気抵抗型のセンサである。温度センサ２２および湿度センサ２３は、水分量測定制御部２１に接続されている。水分量測定制御部２１は、温度センサ２２および湿度センサ２３からの出力信号に基づいて、吸気口１１から吸気された空気に含まれる水分量を算出するためのものである。なお、水分量測定手段２は、反応測定空間１３内の空気の水分量を間接的に測定する手段である。
【００２８】
特定成分濃度測定手段３は、光学的手法を用いて検体中の特定成分の濃度などを測定するためのものであり、全体制御部３１、複数の光学センサ３２、ヒータ３３、および温度センサ３４を具備して構成されている。複数の光学センサ３２は、テーブル１４に載置された複数の試験片７に対向するように配置されている。光学センサ３２は、所定の波長の光を試験片７に照射する機能と、試験片７から反射してきた光を受光する機能とを有する。測定精度を高めるための手段としては、たとえば互いに異なる２つの波長の光を照射する二波長反射光度法が用いられている。複数の光学センサ３２は、全体制御部３１に接続されている。各光学センサ３２からの出力信号に基づいて、全体制御部３１によって検体中の特定成分の濃度などが算出される。分析装置Ａによって測定される特定成分は、たとえば検体が血液である場合、Ｇｌｕ（グルコース）、ＵＡ（尿酸）、ＴＣ（総コレステロール）、ＴＧ（中性脂肪）、ＵＮ（血中尿素窒素）、Ｔ−Ｂｉｌ（総ビリルビン）、Ｃａ（カルシウム）、ＴＰ（総タンパク）、Ａｌｂ（アルブミン）、ＡＳＴ（アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ）、ＡＬＴ（アラニン・アミノトランスフェラーゼ）、ＬＤＨ（乳酸脱水素酵素）、ＣＫ（クレアチンフォスフォキナーゼ）、Ｈｂ（ヘモグロビン）、Ａｍｙ（α−アミラーゼ）、ＧＧＴ（ガンマグルタミルトランスペプチターゼ）、ＡＬＰ（アルカリホスファターゼ）、Ｃｒｅ（クレアチニン）、ＨＤＬ（高比重リポタンパクコレステロール）、ＦＲＡ（フルクトサミン）、ＩＰ（無機リン）、Ｍｇ（マグネシウム）である。
【００２９】
ヒータ３３は、反応測定空間１３の温度を上昇させるためのものである。温度センサ３４は、反応測定空間１３の温度を測定するためのものである。ヒータ３３および温度センサ３４は、全体制御部３１に接続されている。全体制御部３１は、温度センサ３４の測定結果に基づいてヒータ３３に適宜通電することにより、反応測定空間１３の温度を一定に保つための制御を行う。本実施形態においては、検体である血液に含まれる酵素などの特定成分を試験片７の試薬と正常に反応させるために、反応測定空間１３の温度は、一般的な体温に近い３７℃程度に保たれる。
【００３０】
補正制御部４は、特定成分濃度測定手段３によって測定された特定成分の濃度などの測定結果に対して、水分量測定手段２によって測定された水分量に基づいた補正を行うためのものである。補正制御部４には、全体制御部３１および水分量測定制御部２１が接続されている。補正制御部４には、特定成分の補正を行うための多項式が格納されている。この多項式は、水分量測定制御部２１から送られる水分量が変数とされている。本実施形態においては、上記多項式は、水分量を変数とする１次式とされている。
【００３１】
入力手段５は、キー入力部５１およびカード入力部５２によって構成されている。キー入力部５１は、いわゆるテンキーを含むものであり、分析装置Ａの使用者が分析装置Ａの操作を行ったり、分析に必要なデータを入力したりするために用いられる。カード入力部５２は、たとえば磁気カードＣｄに記憶されたデータを読み取るためのものである。磁気カードＣｄには、たとえば個々の試験片７に固有の校正データや補正データなどが記憶されている。上記校正データは、たとえば個々の試験片７について、製造ロットによる品質差や、経時変化などによる測定結果への影響を解消するために用いられる。上記補正データは、補正制御部４が有する多項式の係数であり、個々の試験片７についてあらかじめ行われた試験によって定められたものである。キー入力部５１およびカード入力部５２は、全体制御部３１に接続されている。カード入力部５２に記憶された上記補正データは、全体制御部３１から補正制御部４へと転送される。
【００３２】
出力手段６は、プリンタ６１および液晶表示部６２によって構成されている。プリンタ６１は、分析装置Ａによる測定結果を印字出力するためのものである。液晶表示部６２は、測定結果のほかに、使用者が分析装置Ａを操作するための指示内容や警告メッセージなどを表示するためのものである。プリンタ６１および液晶表示部６２は、全体制御部３１に接続されている。
【００３３】
本実施形態においては、説明の便宜上、全体制御部３１、水分量測定制御部２１、および補正制御部４がそれぞれ独立したものされている。これと異なり、全体制御部３１、水分量測定制御部２１、および補正制御部４の機能を有する１つの制御部を備えた構成としてもよい。
【００３４】
次に、分析装置Ａを用いた分析方法の一例について以下に説明する。
【００３５】
まず、分析に用いる試験片７に対応する磁気カードＣｄをカード入力部５２に挿入し、磁気カードＣｄの記憶内容を読み取る。これにより、磁気カードＣｄに記憶されたデータが全体制御部３１に転送される。次いで、被験者から採取した血液をスポイトなどを用いて遠心分離機１５に導入する。使用者がキー入力部５１から入力操作を行うと、遠心分離機１５によって血液が分析に適した検体に適宜分離される。これらの検体は、上記ピペット装置によってテーブル１４上の試験片７に点着される。
【００３６】
図３は、試験片７の拡大断面図である。試験片７は、台紙７１上に、支持体７２、試薬７３、および多孔質体７４が積層された構造とされている。上記ピペット装置によって検体Ｓである血液または分離された液体が多孔質体７４に点着されると、検体Ｓは多孔質体７４内に浸透する。浸透した検体Ｓが試薬７３に到達すると、検体Ｓに含まれる水分を媒体として検体Ｓに含まれる特定成分と試薬７３とが反応する。反応測定空間１３の温度は、ヒータ３３および温度センサ３４によって３７℃程度に保たれている。このため、特定成分と試薬７３とは、人体内にある場合に近い状態で反応することとなる。
【００３７】
また、使用者の入力操作によって、吸気口１１から空気が吸気され始める。この空気は、反応測定空間１３へと導入される。この空気の水分量が水分量測定手段２によって連続的に測定される。この測定結果は、補正制御部４へと逐次転送される。
【００３８】
次いで、特定成分濃度測定手段３によって特定成分の測定を行う。検体Ｓが点着されて所定時間反応が進行した試験片７に対して、光学センサ３２から所定の波長の光を照射する。その反射光を受光することにより、試験片７の試薬７３と特定成分との反応後における発色の程度を検出する。全体制御部３１は、この検出結果から、特定成分の濃度などの測定結果を算出する。
【００３９】
次いで、補正制御部４によって、特定成分の測定結果の補正を行う。補正前の測定結果Ｍｄおよび補正後の測定結果Ｍｄｒについて、補正制御部４は、Ｍｄｒ＝Ｍｄ／ｃの数式にしたがって補正を行う。ここで、係数ｃは、水分量測定手段２によって測定された水分量Ａｑについての１次式で表されるものであり、ｃ＝ａ×Ａｑ＋ｂである。係数ａ，ｂは、特定成分に固有の値であり、本実施形態においては、試験片７ごとに添付される磁気カードＣｄに記憶されている。
【００４０】
（実施例１）
分析装置Ａによる分析の一例として、血液に含まれる特定成分であるＡＬＰについての測定結果を表１に示す。表１に示されたデータは、ＡＬＰの濃度が異なる２つの検体Ｘ，Ｙのそれぞれについて、導入される空気の条件を変えながら測定したものである。温度センサ２２によって測定された温度Ｔ、湿度センサ２３によって測定された相対湿度Ｈｍによって、水分量Ａｑが求められている。ＡＬＰについては、あらかじめ行われた試験により、上述した補正式の係数ａ，ｂが、それぞれａ＝０．００８９、ｂ＝０．９０３７として求められている。この係数ａ，ｂに基づいて係数ｃを算出する。この係数ｃによって補正前Ｘ（Ｘ１）、補正前Ｙ（Ｙ１）の測定結果Ｍｄに対して、上述した補正を施した結果得られたものが、補正後Ｘ（Ｘ２）、補正後Ｙ（Ｙ２）の測定結果Ｍｄｒである。
【００４１】
【表１】
0005237809.tif 000002
【００４２】
図４のグラフは、表１に示された測定結果Ｍｄ，Ｍｄｒのうち、温度Ｔ＝２０℃、相対湿度Ｈｍ＝５０％のときの補正前の測定結果Ｍｄを基準とした各測定値Ｍｄ，Ｍｄｒの乖離率Ｅｓと、水分量Ａｑとの関係を示している。
【００４３】
（実施例２）
分析装置Ａによる分析の他の例として、血液に含まれる特定成分であるＵＮについての測定結果を表２に示す。ＵＮについては、係数ａ，ｂがそれぞれａ＝−０．００３４、ｂ＝１．０１２０である。また、水分量Ａｑと補正前後の乖離率Ｅｓとの関係を図５に示す。
【００４４】
【表２】
0005237809.tif 000003
【００４５】
（実施例３）
分析装置Ａによる分析のさらに他の例として、血液に含まれる特定成分であるＧＧＴについての測定結果を表３に示す。ＧＧＴについては、係数ａ，ｂがそれぞれａ＝０．００７４、ｂ＝０．９３０６である。また、水分量Ａｑと補正前後の乖離率Ｅｓとの関係を図６に示す。
【００４６】
【表３】
0005237809.tif 000004
【００４７】
次に、分析装置Ａおよびこれを用いた分析方法の作用について説明する。
【００４８】
本実施形態によれば、分析装置Ａに導入される空気の水分量Ａｑによって生じる特定成分の測定結果Ｍｄの誤差を適切に補正することができる。たとえば、図４に示された実施例１おいては、補正前Ｘ、補正前Ｙの乖離率Ｅｓは、−１０％程度〜１５％程度にばらついている。一方、補正後Ｘ、補正後Ｙの乖離率Ｅｓは、−５％程度〜５％程度に収斂している。また、補正前Ｘ、補正前Ｙの乖離率Ｅｓが、水分量Ａｑが大きくなるほど線形的に大きくなっているのに対し、補正後Ｘ、補正後Ｙの乖離率Ｅｓには、水分量Ａｑとの有意な関係が見られない。これは、特定成分の測定結果Ｍｄが、温度Ｔや相対湿度Ｈｍではなく、空気に含まれる水分量Ａｑと相関があることに着目し、水分量Ａｑについての１次式を用いて補正後の測定結果Ｍｄｒを算出したことによる。同様に、図５および図６に示された実施例２および実施例３においても、補正前後において、乖離率Ｅｓのばらつきが縮小されており、乖離率Ｅｓと水分量Ａｑとの相関が小さくなっている。この理由としては、反応測定空間１３において検体Ｓが多孔質体７４に浸透した後に試薬７３と反応する度合いが、検体Ｓからの蒸発量によって左右されるからであると考えられる。そして、発明者は、検体Ｓからの蒸発量が導入される空気の水分量Ａｑともっとも強い相関を有するとの思想から、水分量Ａｑを変数とした多項式を用いて補正を行った。この合理的な補正によって、分析装置Ａが置かれた環境によって分析精度が悪化することを回避することが可能である。
【００４９】
特に、反応測定空間１３は、その温度が反応に適した温度に保たれている。本実施形態においては、吸気口１１から導入された空気が一定温度とされるため、湿度センサ２３によって測定された相対湿度Ｈｍよりも、空気に含まれている絶対的な水分量Ａｑに基づいて補正を行う方法が、より正確な補正を行うのに適している。
【００５０】
水分量Ａｑについての１次式による補正は、比較的簡便であり、分析時間の増大や処理の複雑化を防止することができる。試験片７ごとにあらかじめ定められた係数ａ，ｂを、試験片７に添付された磁気カードＣｄから読み込む構成は、係数ａ，ｂの入力ミスを排除するのに適している。
【００５１】
本実施形態によれば、反応測定空間１３の相対湿度を調節するための加湿機構などを備える必要がない。また、試薬７３が乾燥状態で備えられた試験片７は、分析のために検体以外の液体を追加する必要が無く、分析後に廃液を生じることもない。したがって、分析装置Ａを小型にするとともに、汚染されることが少ない清潔なものとすることができる。
【００５２】
光学的手法による分析は、光学センサ３２を試験片７に対して非接触とした状態で行うことができる。したがって、検体などが不当に飛散することを防止可能であり、分析装置Ａを清潔な状態に保つのに適している。
【００５３】
本発明に係る分析方法および分析装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る分析方法および分析装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００５４】
本発明に係る分析方法および分析装置における補正は、空気に含まれる水分量に基づいた補正であればよく、水分量についての１次式のほかに、分析すべき特定成分と水分量との関係によって、２次式、３次式などの多項式に基づいた補正であってもよい。さらに、特定成分と水分量との関係によっては、多項式以外の水分量についての関数を用いて補正を行ってもよい。
【００５５】
水分量測定手段２の温度センサ２２および湿度センサ２３は、吸気口１１から反応測定空間１３に至る経路であれば、いずれの箇所に設置してもよい。温度センサ２２および湿度センサ２３を反応測定空間１３内に設置すれば、水分量測定手段２は、反応測定空間１３内の空気の水分量を直接測定する手段として構成されることとなる。
【００５６】
本発明における分析は、光学的手法によるものに限定されない。上述された特定成分は例示であり、本発明によって様々な特定成分の濃度を分析することができる。本発明によって分析される検体としては、血液に限定されず、たとえば尿であってもよい。
【図１】
0005237809.tif 000005
【図２】
0005237809.tif 000006
【図３】
0005237809.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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